JP2920990B2 - 走査型電子顕微鏡、トンネル走査型顕微鏡等の深さ方向および横方向の倍率或は像の寸法の測定用基準格子板 - Google Patents
走査型電子顕微鏡、トンネル走査型顕微鏡等の深さ方向および横方向の倍率或は像の寸法の測定用基準格子板Info
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- JP2920990B2 JP2920990B2 JP2023435A JP2343590A JP2920990B2 JP 2920990 B2 JP2920990 B2 JP 2920990B2 JP 2023435 A JP2023435 A JP 2023435A JP 2343590 A JP2343590 A JP 2343590A JP 2920990 B2 JP2920990 B2 JP 2920990B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は走査型電子顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡の
倍率の検定とか、それらによる像における長さの単位の
決定或は水平方向と深さ方向の寸法の同時正確な測定を
行う場合の較正等に用いる基準格子板のような精密格子
板に関する。
倍率の検定とか、それらによる像における長さの単位の
決定或は水平方向と深さ方向の寸法の同時正確な測定を
行う場合の較正等に用いる基準格子板のような精密格子
板に関する。
（従来の技術） 走査型電子顕微鏡（SEM）とか走査型トンネル顕微鏡
（STEM）或は触針式表面粗さ計においては、同一の物を
測定しても、その時の測定条件，測定方法等により測定
値がばらつき、長時間使っていると真の値からずれて来
る。このため基準原器を決めて随時或は測定毎に倍率と
か像における寸法単位等の検定較正を行う必要がある。
従来上述した検定較正に用いる基準原器としてガラス基
板上に蒸着した金属を化学的にエッチングして段差を付
けたものとか回折格子等を用いていた。
（STEM）或は触針式表面粗さ計においては、同一の物を
測定しても、その時の測定条件，測定方法等により測定
値がばらつき、長時間使っていると真の値からずれて来
る。このため基準原器を決めて随時或は測定毎に倍率と
か像における寸法単位等の検定較正を行う必要がある。
従来上述した検定較正に用いる基準原器としてガラス基
板上に蒸着した金属を化学的にエッチングして段差を付
けたものとか回折格子等を用いていた。
（発明が解決しようとする課題） 基準原器として回折格子は精度が高いものであるが、
それでも格子溝を機械切りしたものではどうしても格子
ピッチの周期的誤差が避けられない。
それでも格子溝を機械切りしたものではどうしても格子
ピッチの周期的誤差が避けられない。
またSEMとかSTEMとかで像のｘ方向とｙ方向の倍率の
差或は像の歪を測定する場合、従来の平行溝格子では一
方向の長さしか測れないため、測定の場合、較正原器を
90°回転させて２回に分けて測定する必要がある。この
問題は格子を直交格子にすれば解決できるが、機械切り
の格子では格子交点の形が崩れて良好な格子が得難い。
差或は像の歪を測定する場合、従来の平行溝格子では一
方向の長さしか測れないため、測定の場合、較正原器を
90°回転させて２回に分けて測定する必要がある。この
問題は格子を直交格子にすれば解決できるが、機械切り
の格子では格子交点の形が崩れて良好な格子が得難い。
ホログラフィック露光法を用いた回折格子では機械的
な精度から来る格子ピッチ誤差がなく、平行格子でも直
交格子でも形崩れすることなく作ることができ、また実
際上格子ピッチの誤差は零とみなせるが、溝断面形状が
正弦波状であるため、格子線のどこを測定点とするかを
明確に決めることが困難で、実際の測定操作において誤
差が入って来る。また格子溝に水平面がないため、深さ
方向の測定基準とするのが困難である。ホログラフィッ
ク露光法とイオンビームエッチングにより格子パターン
を形成したブレーズ回折格子は格子溝の断面が鋸歯状で
あるから、水平方向の測定基準としては上述したような
問題はないが、格子溝に水平面がないため、深さ方向の
測定基準とはなし難いものである。
な精度から来る格子ピッチ誤差がなく、平行格子でも直
交格子でも形崩れすることなく作ることができ、また実
際上格子ピッチの誤差は零とみなせるが、溝断面形状が
正弦波状であるため、格子線のどこを測定点とするかを
明確に決めることが困難で、実際の測定操作において誤
差が入って来る。また格子溝に水平面がないため、深さ
方向の測定基準とするのが困難である。ホログラフィッ
ク露光法とイオンビームエッチングにより格子パターン
を形成したブレーズ回折格子は格子溝の断面が鋸歯状で
あるから、水平方向の測定基準としては上述したような
問題はないが、格子溝に水平面がないため、深さ方向の
測定基準とはなし難いものである。
本発明はSEMとかSTEMの倍率検定、像歪の測定、それ
らによる寸法測定における較正用の基準原器として使い
易く水平方向にも深さ方向にも超精密な基準となる格子
板を提供しようとするものである。
らによる寸法測定における較正用の基準原器として使い
易く水平方向にも深さ方向にも超精密な基準となる格子
板を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 同形同高の方形の段状凸部が一定間隔で格子状に配列
され、これら各凸部の上面と基底部の面が共に格子面に
平行な平面であるような微細格子の精密格子板を提供す
る。
され、これら各凸部の上面と基底部の面が共に格子面に
平行な平面であるような微細格子の精密格子板を提供す
る。
（作用） 上述したような精密格子板は下記のような方法で作る
ことができる。互いにコヒーレントな二つの平行光束を
一つの基板面に二つの方向から照射すると平行等間隔の
干渉パターンが形成される。この干渉パターンの格子間
隔は使用する光の波長と二光束の基板面への入射角によ
って決まり、機械的な誤差なく、完全に等間隔となる。
従ってホログラフィック露光法により得られる格子は機
械切り格子のような格子のピッチ誤差が全くない。
ことができる。互いにコヒーレントな二つの平行光束を
一つの基板面に二つの方向から照射すると平行等間隔の
干渉パターンが形成される。この干渉パターンの格子間
隔は使用する光の波長と二光束の基板面への入射角によ
って決まり、機械的な誤差なく、完全に等間隔となる。
従ってホログラフィック露光法により得られる格子は機
械切り格子のような格子のピッチ誤差が全くない。
また、ホログラフィック露光の際、平行縞の干渉パタ
ーンを基板を90°回転させて二回露光を行うことにより
直交格子パターンも容易に作成することができる。
ーンを基板を90°回転させて二回露光を行うことにより
直交格子パターンも容易に作成することができる。
本発明はホログラフィック露光法により形成されたレ
ジストパターンをマスクとして基板のエッチングを行っ
ているのでピッチ誤差のない格子が得られると共に、反
応性イオンビームエッチングにより格子溝を作るので、
化学エッチングと異なり、マスクパターンから露出して
いる部分のみ選択的にエッチングされ、かつエッチング
がイオンビームの照射方向にのみ進行し、エッチング深
さが10Å単位で制御できるから、所定深さの断面凹字状
つまり水平な凸部上面および溝底を有し、両岸が明確に
角立った格子溝が得られる。従って従来の断面正弦波状
のホログラフィック回折格子を基準原器に用いる場合の
問題点がなくなり、水平方向と深さ方向の同時測定用基
準原器として最適な格子が得られるのである。
ジストパターンをマスクとして基板のエッチングを行っ
ているのでピッチ誤差のない格子が得られると共に、反
応性イオンビームエッチングにより格子溝を作るので、
化学エッチングと異なり、マスクパターンから露出して
いる部分のみ選択的にエッチングされ、かつエッチング
がイオンビームの照射方向にのみ進行し、エッチング深
さが10Å単位で制御できるから、所定深さの断面凹字状
つまり水平な凸部上面および溝底を有し、両岸が明確に
角立った格子溝が得られる。従って従来の断面正弦波状
のホログラフィック回折格子を基準原器に用いる場合の
問題点がなくなり、水平方向と深さ方向の同時測定用基
準原器として最適な格子が得られるのである。
（実施例） 第１図は本発明による格子の一実施例拡大図である。
この実施例は平行溝格子板についての実施例である。本
発明による格子の特徴は図に示されるように溝堤上面お
よび溝底面が共に平面で溝岸形状が明確に角立っている
点にある。
この実施例は平行溝格子板についての実施例である。本
発明による格子の特徴は図に示されるように溝堤上面お
よび溝底面が共に平面で溝岸形状が明確に角立っている
点にある。
第２図は格子パターンを焼付けるホログラフィック光
学系を示す。10はレーザでHe-Cdレーザを用い、波長は4
416Åである。このレーザから得られる光束は半透明鏡1
1で２分割され、夫々の光束は鏡12を経て、スペイシャ
ルフィルター13により球面波光束に変換された後、軸外
し放物面鏡14により断面が拡大された平行光束に再変換
され、平面鏡15で折返されて基板16上に二つの方向から
入射せしめられ、基板面に干渉パターンを形成する。干
渉パターンのピッチｄは各光束の基板面への入射面をθ
とすると、 2dsinθ＝λ であたえられる。
学系を示す。10はレーザでHe-Cdレーザを用い、波長は4
416Åである。このレーザから得られる光束は半透明鏡1
1で２分割され、夫々の光束は鏡12を経て、スペイシャ
ルフィルター13により球面波光束に変換された後、軸外
し放物面鏡14により断面が拡大された平行光束に再変換
され、平面鏡15で折返されて基板16上に二つの方向から
入射せしめられ、基板面に干渉パターンを形成する。干
渉パターンのピッチｄは各光束の基板面への入射面をθ
とすると、 2dsinθ＝λ であたえられる。
第３図は溝加工の工程を示す。
基板16としてガラス板１を用い、干渉パターンを焼付
けるフォトレジスト２としてノボラック系フォトレジス
トをスピンコートにより2500Åの厚さにコートした（第
３図Ａ）。干渉パターン焼付後現像により、第３図Ｂに
示すように半波正弦波状にフォトレジスト層２を残す。
フォトレジストの感光濃度は正弦波状であるが、露光量
或は現像時間を適当にすると、フォトレジスト除去部分
の幅が次第に拡大され、露光時間或は現像時間をかえる
ことによってフォトレジストによるマスク部分と非マス
ク部分の幅の比率を変えることができる。この図の例で
はこの幅の比を1:1とした。第３図Ｂのフォトレジスタ
パターンをマスクとして、反応ガスにCHF3を用い反応性
イオンビームエッチング（RIBE）でエッチングを行い第
３図Ｃに示すようにガラス基板の露出部をエッチングし
て溝３を形成する。このときエッチングはガラス基板の
露出部のみ選択的にイオン照射方向にのみ進行する。溝
の深さは時間による制御される。この実施例では溝深さ
を1000Åとした。イオンビームエッチングによる溝形成
後、レジストパターンをバレルタイププラズマエッチン
グ装置によりＯ2プラズマで灰化除去し、最後に洗滌を
行って第３図Ｄの格子を得る。この方法により格子溝数
百〜数千本/mmの高密度格子が得られる。
けるフォトレジスト２としてノボラック系フォトレジス
トをスピンコートにより2500Åの厚さにコートした（第
３図Ａ）。干渉パターン焼付後現像により、第３図Ｂに
示すように半波正弦波状にフォトレジスト層２を残す。
フォトレジストの感光濃度は正弦波状であるが、露光量
或は現像時間を適当にすると、フォトレジスト除去部分
の幅が次第に拡大され、露光時間或は現像時間をかえる
ことによってフォトレジストによるマスク部分と非マス
ク部分の幅の比率を変えることができる。この図の例で
はこの幅の比を1:1とした。第３図Ｂのフォトレジスタ
パターンをマスクとして、反応ガスにCHF3を用い反応性
イオンビームエッチング（RIBE）でエッチングを行い第
３図Ｃに示すようにガラス基板の露出部をエッチングし
て溝３を形成する。このときエッチングはガラス基板の
露出部のみ選択的にイオン照射方向にのみ進行する。溝
の深さは時間による制御される。この実施例では溝深さ
を1000Åとした。イオンビームエッチングによる溝形成
後、レジストパターンをバレルタイププラズマエッチン
グ装置によりＯ2プラズマで灰化除去し、最後に洗滌を
行って第３図Ｄの格子を得る。この方法により格子溝数
百〜数千本/mmの高密度格子が得られる。
第４図は本発明の他の実施例を示す。この実施例は直
交格子で直交する二組の格子溝G1,G2に囲まれた方形の
凸部Ｐの上面は平面であり、この凸部の基底面である両
溝G1,G2の底が共通の一平面となっていて、凸部Ｐの上
面と基底面との間には一定の段差が形成されている。
交格子で直交する二組の格子溝G1,G2に囲まれた方形の
凸部Ｐの上面は平面であり、この凸部の基底面である両
溝G1,G2の底が共通の一平面となっていて、凸部Ｐの上
面と基底面との間には一定の段差が形成されている。
この格子は前記実施例と全く同様の方法で製作され
る。格子パターンの露光には第２図の装置を用い、一方
向の平行縞干渉パターンの露光を行った後、基板16を90
°回転させて再度同じ干渉パターンを露光する。このよ
うにして直交格子パターンを焼付けた後、現像すること
により、第５図に示すように方形の島状にフォトレジス
トＲが残ったマスクが基板１上に形成される。このよう
にして方形島状のパターンの二次元配列よりなるマスク
を形成した後、前述実施例と同じ反応性イオンビームエ
ッチングにより島状部分以外の部分をエッチングして直
交格子溝の基底面を形成し、フォトレジストの島の部分
を凸部Ｐとして残し、直交格子を得る。
る。格子パターンの露光には第２図の装置を用い、一方
向の平行縞干渉パターンの露光を行った後、基板16を90
°回転させて再度同じ干渉パターンを露光する。このよ
うにして直交格子パターンを焼付けた後、現像すること
により、第５図に示すように方形の島状にフォトレジス
トＲが残ったマスクが基板１上に形成される。このよう
にして方形島状のパターンの二次元配列よりなるマスク
を形成した後、前述実施例と同じ反応性イオンビームエ
ッチングにより島状部分以外の部分をエッチングして直
交格子溝の基底面を形成し、フォトレジストの島の部分
を凸部Ｐとして残し、直交格子を得る。
（発明の効果） 本発明によれば、格子パターンがホログラフィック露
光法によって形成された干渉パターンを密着転写したも
のであるから、機械的原因による格子ピッチの誤差がな
く、溝断面が凹字状に形成されて凸部上面も溝底も共に
平面であり、溝深さが10Å程度の精度で蝕刻され、溝岸
が切立った形に形成されるので、きわめて高密度でかつ
水平方向および垂直方向の測定に対して同時に基準とな
し得る格子板が得られる。
光法によって形成された干渉パターンを密着転写したも
のであるから、機械的原因による格子ピッチの誤差がな
く、溝断面が凹字状に形成されて凸部上面も溝底も共に
平面であり、溝深さが10Å程度の精度で蝕刻され、溝岸
が切立った形に形成されるので、きわめて高密度でかつ
水平方向および垂直方向の測定に対して同時に基準とな
し得る格子板が得られる。
第１図は本発明により得られる格子板の一実施例の拡大
斜視図、第２図は本発明の一実施例で用いられるホログ
ラフィック光学系の平面図、第３図は上記実施例の格子
製造課程を示す図、第４図は本発明の他の実施例格子の
格子面の斜視図、第５図はこの実施例における基板上に
形成されたレジストパターンの斜視図である。 １……ガラス基板、２……フォトレジスト、３……溝、
10……レーザー、13……スペシャルフィルタ、14……放
物面鏡、16……基板。
斜視図、第２図は本発明の一実施例で用いられるホログ
ラフィック光学系の平面図、第３図は上記実施例の格子
製造課程を示す図、第４図は本発明の他の実施例格子の
格子面の斜視図、第５図はこの実施例における基板上に
形成されたレジストパターンの斜視図である。 １……ガラス基板、２……フォトレジスト、３……溝、
10……レーザー、13……スペシャルフィルタ、14……放
物面鏡、16……基板。
Claims (1)
- 【請求項１】ホログラフィック露光法により干渉パター
ンを基板上のレジスト層に焼付け、レジスト層を現像
後、上記干渉パターンに応じて形成される格子状レジス
トパターンをマスクとして基板を反応性イオンビームエ
ッチングによって凸部上面と基底面が夫々平面であるよ
うにエッチングして形成された格子板であって、同じ寸
法，同じ高さの凸部が基底面から段状に立上がってお
り、一定間隔で格子状に配置され、各凸部の上面と凸部
周囲の基底面とが共に、格子板面に平行な平面で、格子
ピッチが1mmの数百乃至数千分の一であり、凸部高さが1
0オングストローム程度の精度を持っている、走査型電
子顕微鏡，トンネル走査型顕微鏡等の深さ方向および横
方向の倍率或は像の寸法等の測定用基準格子板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120789 | 1989-04-19 | ||
| JP1-101207 | 1989-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367101A JPH0367101A (ja) | 1991-03-22 |
| JP2920990B2 true JP2920990B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14294478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023435A Expired - Fee Related JP2920990B2 (ja) | 1989-04-19 | 1990-01-31 | 走査型電子顕微鏡、トンネル走査型顕微鏡等の深さ方向および横方向の倍率或は像の寸法の測定用基準格子板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920990B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4801518B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2011-10-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微方法および荷電粒子線装置 |
| JP4968721B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2012-07-04 | Ｈｏｙａ株式会社 | 平坦度測定装置較正用基準プレート |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63150984A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Sharp Corp | 回折格子の形成方法 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2023435A patent/JP2920990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0367101A (ja) | 1991-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |